Fale elektromagnetyczne przenoszą energię poprzez oscylujące pola elektryczne i magnetyczne, które rozprzestrzeniają się w przestrzeni z prędkością światła. Fale te nie wymagają ośrodka, przez który przechodzą i mogą przenosić energię w próżni, powietrzu lub innych ośrodkach. Podczas swojej podróży fale elektromagnetyczne niosą energię w postaci fotonów, które są dyskretnymi pakietami promieniowania elektromagnetycznego. Energia przenoszona przez te fale może się różnić w zależności od ich częstotliwości i intensywności, od fal radiowych o niskiej energii po promienie gamma o wysokiej energii.
Fale elektromagnetyczne przemieszczają się w przestrzeni jako samorozprzestrzeniające się zakłócenia w polach elektrycznym i magnetycznym. Rozchodzą się w ruchu fal poprzecznych, co oznacza, że oscylacje pól elektrycznych i magnetycznych zachodzą prostopadle do kierunku propagacji fali. Ta wyjątkowa właściwość pozwala falom elektromagnetycznym przemieszczać się z prędkością światła (około 3 × 10^8 metrów na sekundę w próżni), umożliwiając szybką transmisję informacji i energii na ogromne odległości we wszechświecie.
Fale elektromagnetyczne mogą przenosić różne formy energii, w tym energię cieplną (promieniowanie podczerwone), energię światła widzialnego, energię o częstotliwości radiowej i promieniowanie wysokoenergetyczne, takie jak promieniowanie rentgenowskie i gamma. Każdemu rodzajowi fali elektromagnetycznej odpowiada określony zakres częstotliwości i długości fal, określający jego właściwości i interakcje z materią. Na przykład fale radiowe wykorzystuje się do celów komunikacyjnych, promienie rentgenowskie wykorzystuje się w obrazowaniu medycznym, a promienie gamma w radioterapii i astronomii.
Fale elektromagnetyczne rozchodzące się w przestrzeni przenoszą zarówno energię, jak i pęd. Energia fal elektromagnetycznych jest kwantowana na fotony, które mają właściwości zarówno cząstek, jak i fal. Fotony przenoszą energię proporcjonalną do ich częstotliwości (E = hν, gdzie h to stała Plancka, a ν to częstotliwość), a ich zbiorowa energia określa intensywność i charakterystykę fali elektromagnetycznej. Chociaż fale elektromagnetyczne nie przenoszą masy w tradycyjnym znaczeniu, mogą wywierać nacisk na obiekty ze względu na swój pęd, co obserwuje się w takich zjawiskach, jak ciśnienie promieniowania wywierane przez światło słoneczne na statek kosmiczny.
Fale elektromagnetyczne nie przenoszą masy, ponieważ fotony, które stanowią promieniowanie elektromagnetyczne, są cząstkami bezmasowymi. Chociaż fotony niosą energię i pęd, nie posiadają masy spoczynkowej jak cząstki posiadające masę (np. Elektrony, protony). Dlatego fale elektromagnetyczne rozchodzą się w przestrzeni bez przenoszenia masy fizycznej z jednego miejsca do drugiego. Zamiast tego przesyłają energię i informacje na duże odległości, wpływając na różne procesy fizyczne i chemiczne we wszechświecie, od ciepła światła słonecznego po działanie systemów komunikacji bezprzewodowej.
